Одноразовые versus многоразовые

[Александр Ч.]

Дешевле двигатели вывезти.

А сажать только двигатели не дешевле будет?

Можно и так. А можно на месте демонтировать, и что на переборку, а что в лом. Так ведь больше полезного спасти можно.

[Shestoper]

Конструкция сильно усложняется. И вообше - лучше просто делать надёжные одноразовые двигатели. Ещё дешевле выходит.

НАДЕЖНЫЙ одноразовый двигатель в итоге получается многоразовым - как НК-33  :roll:

Да, но все равно ресурс высоконапряженных двигателей не более чем в 10-15 раз превышает время его работы в полете.
Причем двигатель нужно перед первым полетом минимум 2 раза погонять на стенде (отдельно двигатель, а потом в составе ступени), и после каждого полета нужны огневые испытания, да ещё для высокой надежности в полете желательно иметь двигатели с ресурсом, выработанным менее чем на 50%. Получается что двигатели можно использовать в 2 полетах, от силы в трех - овчинка выделки не стоит, ведь средства спасения ступеней ощутимо снижают ПН.
Можно создать двигатель с ресурсом в два-три раза больше, который будет допускать использование в 5-10 полетах. Но у такого двигателя будет низкое давление и низкий УИ, и низкая удельная мощность (для повышения ресурса все его детали придется делать тяжелее).
Учитывая что многоразовая ступень и так несет средства спасения, да ещё устанавливать на неё двигатели с низкими удельными параметрами - ПН получается совсем мизерной и возрастает стоимость доставки кг на орбиту.
Для достижения реальной многоразовости с большим ресурсом и одновремнно высоких удельных параметров ЖРД нужны не сегодняшние технологии и материалы.

[Alex_II]

Конструкция сильно усложняется. И вообше - лучше просто делать надёжные одноразовые двигатели. Ещё дешевле выходит.

НАДЕЖНЫЙ одноразовый двигатель в итоге получается многоразовым - как НК-33  :roll:

Да, но все равно ресурс высоконапряженных двигателей не более чем в 10-15 раз превышает время его работы в полете.
Причем двигатель нужно перед первым полетом минимум 2 раза погонять на стенде (отдельно двигатель, а потом в составе ступени), и после каждого полета нужны огневые испытания, да ещё для высокой надежности в полете желательно иметь двигатели с ресурсом, выработанным менее чем на 50%. Получается что двигатели можно использовать в 2 полетах, от силы в трех - овчинка выделки не стоит, ведь средства спасения ступеней ощутимо снижают ПН.
Можно создать двигатель с ресурсом в два-три раза больше, который будет допускать использование в 5-10 полетах. Но у такого двигателя будет низкое давление и низкий УИ, и низкая удельная мощность (для повышения ресурса все его детали придется делать тяжелее).
Учитывая что многоразовая ступень и так несет средства спасения, да ещё устанавливать на неё двигатели с низкими удельными параметрами - ПН получается совсем мизерной и возрастает стоимость доставки кг на орбиту.
Для достижения реальной многоразовости с большим ресурсом и одновремнно высоких удельных параметров ЖРД нужны не сегодняшние технологии и материалы.

Дак разве НК-33 высоконапряженный? Это же его постоянно приводят в пример, в пику семейству РД-170, которые как раз сделаны на пределе... Да и многоразовую ступень на его базе Кистлер делать пытался (ни хрена правда не сделали, но вряд ли там двигатель виноват...)

[Андрей Суворов]

Ресурс НК-33 - четыре часа, то есть, при пяти минутах за полёт, пятьдесят полётов.

[hcube]

Кроме того, в схеме Ангары, двигатель летает от силы 5 полетов - двигатели с боковушек можно ставить на центр. Примерно как резина на автомобиле меняется ;-D. Так что многоразовость - не шибко большая проблема, движки есть куда применить отлетавшие.

[SpaceR]

все равно ресурс высоконапряженных двигателей не более чем в 10-15 раз превышает время его работы в полете.
Причем двигатель нужно перед первым полетом минимум 2 раза погонять на стенде (отдельно двигатель, а потом в составе ступени), и после каждого полета нужны огневые испытания, да ещё для высокой надежности в полете желательно иметь двигатели с ресурсом, выработанным менее чем на 50%. Получается что двигатели можно использовать в 2 полетах, от силы в трех - овчинка выделки не стоит, ведь средства спасения ступеней ощутимо снижают ПН.
Можно создать двигатель с ресурсом в два-три раза больше, который будет допускать использование в 5-10 полетах. Но у такого двигателя будет низкое давление и низкий УИ, и низкая удельная мощность (для повышения ресурса все его детали придется делать тяжелее).
Учитывая что многоразовая ступень и так несет средства спасения, да ещё устанавливать на неё двигатели с низкими удельными параметрами - ПН получается совсем мизерной и возрастает стоимость доставки кг на орбиту.

ИМХО преувеличение. Достаточно гонять на стенде между пусками всего один раз, и не более полминуты. Кроме того, Вам уже говорили, что в составе ступени - исключительно испытательные прогоны, при нормальной эксплуатации смысла в них никакого нет. Так что даже 15 ресурсов по времени достаточно будет для 10-12 реальных пусков. Но имхо эту цифру можно увеличить в процессе накопления опыта. К сожалению, из-за дороговизны РКТ и нечастых пусков опыт в отрасли накапливается медленно (причем порой с той же скоростью и теряется ). Если появится система со спасаемыми элементами, запускаемая хотя бы 5-6 раз в год, то года за 3 можно было бы накопить опыт для дальнейшего развития - как ресурса, так и массовых характеристик.

Для достижения реальной многоразовости с большим ресурсом и одновремнно высоких удельных параметров ЖРД нужны не сегодняшние технологии и материалы.

Да в принципе, материалы сгодятся и вчерашние (в смысле, разработанные в XX веке),  и идеи тоже. А вот с финансами, да и с квалификацией специалистов стало заметно похуже... Если сравнивать, к примеру, с мировым прогрессом разработки ТРД, то мы сейчас примерно на уровне  50-х годов: эксплуатация уже ведется, но параметры еще не дотягивают до достаточной экономической эффективности. Причем (в отличие от авиации, которую уже не устраивали скорости на поршневых), постоянно перед глазами одноразовые альтернативы с существенно лучшими удельными характеристиками. Имхо основной сдерживающий фактор развития многоразовости - именно существенное снижение массы ПГ...

[ratte07]

Если сравнивать, к примеру, с мировым прогрессом разработки ТРД, то мы сейчас примерно на уровне  50-х годов: эксплуатация уже ведется, но параметры еще не дотягивают до достаточной экономической эффективности. Причем (в отличие от авиации, которую уже не устраивали скорости на поршневых), постоянно перед глазами одноразовые альтернативы с существенно лучшими удельными характеристиками.

Многоразовость не является целевой характеристикой, в отличие от скорости. так что пример некорректный.

[ratte07]

А почему оперение надо делать фиксированным? Его можно складывать с неменьшим успехом, чем крыло.

Чтобы еще снизить надежность?

[ratte07]

Нашел данные, какая масса планировалась у возвращаемых крылатых блоков А Энергии-2 - посадочная масса 68 тонн.
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/ziv/1991/5/sov-rak.html
Плюс ещё ТРД при возвращении сожгет сколько-то топлива. В общем масса блока в момент окончания работы ЖРД - 75-80 тонн.
Учитывая, что масса топлива 320 тонн, массовое совершенство первой ступени 20%.

Это же не харакетристики летавшего изделия, а цифры, которые нужно было получить, чтобы оно летало.

[ratte07]

А почему оперение надо делать фиксированным? Его можно складывать с неменьшим успехом, чем крыло. Кроме того, никто не отменял систему управления с достижением динамической устойчивости - это же только бустер. Ну грохнется он при отказе СУ, ну и ладно, ничего страшного. Потом, при входе в атмосферу стреловидное крыло УЖЕ развернуто, и роль стабилизатора как раз оно играет. А переднее оперение только рулежные функции несет.

Кстати, стреловидное крыло можно складывать 'вверх', тогда на первой ступени работа СУ по крену вообще не нужна - она реализуется здоровущими плоскостями крыльев бустеров. И отход бустеров от центрального блока тоже реализуется аэродинамическими силами.

Там и так с прямым крылом проблемы с возвращением. А стреловидное качества планера не улучшит. Скорость полета тут на последнем месте по значимости.

[ratte07]

Не много ли функций?
Массой же  расплачиваться придется. Мож парашют лучше?

С точки зрения массы чуть лучше, если как и крылья приделывать к готовым ракетным блокам. Практическая реализация на блоке А Энергии показала полную непригодность парашютной посадки на сушу блоков с ЖРД.

[ratte07]

Только как из степи потом вывозить блок масой полсотню тонн и длиной 40 метров? Причем вывозить аккуратно, не тряся лишкний раз.

А когда Вас пугала тряска? Вы ведь знаете, что в воздухе самолет трясет так, что на земле нужно очень постараться, чтобы это воспроизвести?

[ratte07]

Если с парашютами удастся уложиться в 40 тонн - такое железо можно тащить двумя Ми-26. Технология перевозки подвески двумя вертолетами существует довольно давно, хотя и не слишком распостранена. Ну да все не налету подхватывать - особых засад не ожидаю.

А можно и в 20 т уложиться. И в 10 т. Сделать блок меньше - вот и все. Смысл то какой во всем этом?

[ratte07]

Дык, у нас тоже водные просторы намечаются  :wink:

Посадку на воду блоков с ЖРД смотрели америкнцы, но там даже до экспериментов дело не дошло. Хотя ПН шаттла возрастала до 45 т.

[ratte07]

А с вариантом возвращения своим ходом, есть еще одна тонкость: трасса тоже безлюдная будет? Вдруг СУ откажет или еще что случится.

Да, а если вписывать этот блок в коридоры для самолетов, то еще веселее. :roll:

[ratte07]

Конструкция сильно усложняется. И вообше - лучше просто делать надёжные одноразовые двигатели. Ещё дешевле выходит.

НАДЕЖНЫЙ одноразовый двигатель в итоге получается многоразовым - как НК-33  :roll:

РД-107/108 уже ненадежные?

[ratte07]

Дешевле двигатели вывезти.

А сажать только двигатели не дешевле будет?

Можно и так. А можно на месте демонтировать, и что на переборку, а что в лом. Так ведь больше полезного спасти можно.

Все это выгодно только в том случае, если доходы пойдут разработчику, а расходы будет нести государство. В противном случае весь мизерный выигрыш от повторного использования съест возросшая цена страховки.

[ratte07]

все равно ресурс высоконапряженных двигателей не более чем в 10-15 раз превышает время его работы в полете.
Причем двигатель нужно перед первым полетом минимум 2 раза погонять на стенде (отдельно двигатель, а потом в составе ступени), и после каждого полета нужны огневые испытания, да ещё для высокой надежности в полете желательно иметь двигатели с ресурсом, выработанным менее чем на 50%. Получается что двигатели можно использовать в 2 полетах, от силы в трех - овчинка выделки не стоит, ведь средства спасения ступеней ощутимо снижают ПН.
Можно создать двигатель с ресурсом в два-три раза больше, который будет допускать использование в 5-10 полетах. Но у такого двигателя будет низкое давление и низкий УИ, и низкая удельная мощность (для повышения ресурса все его детали придется делать тяжелее).
Учитывая что многоразовая ступень и так несет средства спасения, да ещё устанавливать на неё двигатели с низкими удельными параметрами - ПН получается совсем мизерной и возрастает стоимость доставки кг на орбиту.

ИМХО преувеличение. Достаточно гонять на стенде между пусками всего один раз, и не более полминуты.

Но вот у Бурана остаток топлива после посадки выжигался. Так что это еще одно включение. Но это мелочи по сравнению с дефектацией баков.

[ratte07]

Вообще пример шаттла, который суть есть единственная многоразовая РН, говорит о том, что чего с их помощью не достичь, так это снижения стоимости.

[Shestoper]

Ресурс НК-33 - четыре часа, то есть, при пяти минутах за полёт, пятьдесят полётов.

Откуда такие данные? Нужно различать рекордное время работы единичного двигателя, и гарантированный полетный (а не технический) ресурс.

У меня другие данные: http://engine.aviaport.ru/issues/03/page40.html
Технический ресурс 1200 секунд. Гарантированный (с надежностью 0,996) - 600 секунд.